网络安全设计报告2

网络安全课程设计报告题目：端口扫描程序设计

专业网络工程

学号姓名 B12070405 彭慧珺

B12070408 魏园园

指导教师董小燕

日期 2014.12.2

端口扫描程序设计

一、设计目的和任务

扫描器是网络信息收集的一种方法，是入侵者搜集信息的几种常用手法之一，也正是这一过程最容易使入侵者暴露自己的身份和意图。如果入侵者掌握了目标主机开放了哪些服务，运行何种操作系统，他们就能够使用相应的手段实现入侵。从功能上可分为漏洞扫描器和端口扫描器。根据提供服务类型的不同，端口分为两种，一种是TCP端口，一种是UDP端口。通过此次课程设计，能够掌握端口的基础知识，掌握扫描器的基本原理并设计实现端口扫描。

本程序主要实现：简易的端口扫描，支持多线程，并可指定线程数进行端口扫描，并记录时间；能对指定的主机进行端口扫描；能扫描特定的部分端口号或对指定的端口段内的端口进行逐个扫描；能识别部分开放端口所提供的服务；以及使端口扫描器具有简单易懂美观的用户图形界面。

二、设计原理

2.1关于攻击

Internet的网络通信大多是建立在TCP和UDP协议之上的，各个主机遵循着TCP/IP 协议封装数据包进行通信。

根据提供服务类型的不同，端口分为两种，一种是TCP端口，一种是UDP端口。

➢TCP端口：即传输控制协议端口，需要在客户端和服务器之间建立连接，这样可以提供可靠的数据传输。常见的包括FTP服务的21端口，Telnet服务的23端口，SMTP 服务的25端口，以及HTTP服务的80端口等等。

➢UDP端口：即用户数据包协议端口，无需在客户端和服务器之间建立连接，可靠性得不到保障。常见的有DNS服务的53端口，SNMP（简单网络管理协议）服务的161端口，QICQ使用的8000和4000端口等等。

本程序通过TCP connect扫描：

通过调用socket函数connect()连接到目标计算机上，完成一次完整的三次握手过程。如果端口处于侦听状态，那么connect()就能成功返回。否则，这个端口不可用，即没有提供服务。

优点：稳定可靠，不需要特殊的权限。

缺点：扫描方式不隐蔽，服务器日志会记录下大量密集的连接和错误记录，并容易被防火墙发现和屏蔽。

2.2 关于防御

1．关闭闲置和有潜在危险的端口

这个方法有些“死板”，它的本质是——将所有用户需要用到的正常计算机端口外的其他端口都关闭掉。因为就黑客而言，所有的端口都可能成为攻击的目标。换句话说“计算机的所有对外通讯的端口都存在潜在的危险”，而一些系统必要的通讯端口，如访问网页需要的HTTP（80端口）；QQ（4000端口）等不能被关闭。

2．检查各端口，有端口扫描的症状时，立即屏蔽该端口

这种预防端口扫描的方式显然用户自己手工是不可能完成的，或者说完成起来相当困难，需要借助软件。这些软件就是我们常用的网络防火墙.防火墙的工作原理是：首先检查每个到达你的电脑的数据包，在这个包被你机上运行的任何软件看到之前，防火墙有完全的否决权，可以禁止你的电脑接收Internet上的任何东西。当第一个请求建立连接的包被你的电脑回应后，一个“TCP/IP端口”被打开；端口扫描时，对方计算机不断和本地计算机建立连接，并逐渐打开各个服务所对应的“TCP/IP端口”及闲置端口，防火墙经过自带的拦截规则判断，就能够知道对方是否正进行端口扫描，并拦截掉对方发送过来的所有扫描需要的数据包。

三、实验环境和总体设计

3.1实验环境

开发工具：J2SDK 1.7.0 Eclipse

语言：Java

运行环境：Windows 2000以上

3.2总体设计

多线程端口扫描器是实现计算机的端口的扫描，只要在在前台设置好所要扫描的IP、起始端口、结束端口以及所要用到的线程数，点击扫描，就可以扫描到所输入IP地址主机的开放端口，并显示在主窗体中；点击退出，则可以退出该程序。IP设置应为所在主机的IP地址，起始端口和结束端口应为0~65535之间的一个数，且起始端口应小于结束端

口的大小。线程数为0~200之间的一个数。点击开始后就会运行，直到扫描完毕显示出开放端口，如果没有开放端口，则只显示扫描完毕。

功能分为以下四模块：

①图像显示功能：显示界面图形。

②端口扫描功能：扫描开放的端口，并将扫描到的开放端口号送到前台。

③多线程功能：当客户端要求与服务器端建立连接时，服务器端就将用到多线程功能，为每一个建立起来的连接创建一个线程。

④异常抛出功能：对于明显的错误，提示出错误的类型并结束程序的运行。

界面设置构思图

图1

界面使用构思

当出现如图所示的界面时，填写好要扫描的IP地址，需要扫描的端口范围和线程数，单击命令提示按钮就可以开始扫描，扫描结果就会显示在中间的扫描结果显示区域，在扫描状态显示区就会显示是否扫描完毕。流程图如下：

四、详细设计步骤

本程序使用了为主要的Scanner类和Scan类。Scan类的作用是创建线程扫描端口，然后把结果显示到前台。Scanner类的作用是构造前台布局，调用Scan类添加事件处理，对输入进行错误判断，如果输入不在允许的范围之内则显示相关错误。

以下是四模块的详细设计步骤：

4.1 图像显示功能

界面设计

本程序采用小窗口形式，外围大小为170mm*90mm,字体采用宋体五号，结果显示区域

框架大小为160mm*45mm,底色为粉红，结果显示字幕为主机地址加开放端口。其余地方设置按钮和扫描的主机地址、端口和线程数。设计的预计页面图形如图：

图2

本程序调用一些类和包，比如软件包java.awt.color 、java.awt.event、io.IOException、Javax.Swing、jvnet.substance.*。

1．java.awt.color包：提供用于颜色空间的类。它包含了基于国际色彩联盟 (ICC) 配置文件格式规范的颜色空间实现。e.g. Result.setBackground(Color.PINK);//设置窗口为粉红

2. java.awt.event 包：提供处理由 AWT 组件所激发的各类事件的接口和类。此包定义了事件和事件侦听器，以及事件侦听器适配器，它是让事件侦听器的编写过程更为轻松的便捷类。 e.g. public void actionPerformed(ActionEvent e) {

String cmd = e.getActionCommand();

if(cmd.equals("Start"))

………… }

3.Javax.Swing：由所有Java图形用户界面（GUI）组件所构成，它们可以提供比本地

平台GUI组件更多的功能。

Swing包的组成：javax.swing，javax.swing.borde，javax.swing.colorchooser，avax.swing.event，javax.swing.filechooser，javax.swing.plaf，javax.swing.tree等接口